CN1692887A - 异种骨内固定融合器的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及骨外科用于骨连接、固定、支撑的医疗器械的制作方法，特别涉及骨内固定融合器的制作方法。技术方案为：以牛、马、羊、猪等动物为原料，包含选种、宰杀、取骨、脱脂、加工成型、清洁、包装、灭菌等步聚，上述加工步骤按选种、宰杀、悬挂排毒、取骨、疯牛病病原检测、加工成型、脱脂、乙醚浸泡、清洁、包装、灭菌的顺序进行。按该方法制作的异种骨内固定融合器不仅具有骨传导作用还具有骨诱导作用，机械性能、化学性能、生物指标均达到国家标准要求和满足临床治疗需要。

Description

异种骨内固定融合器的制作方法

技术领域

本发明涉及骨外科用于骨连接、固定、支撑的医疗器械的制作方法，特别涉及异种骨内固定融合器的制作方法。

背景技术

目前国内外用于临床治疗的骨科内固定产品主要有金属材料类、高分子材料类和生物材料类等三大类，金属材料类虽有较高的力学强度和抗疲劳性能，可满足骨科手术固定的需要，但存在发生植入物蚀损、金属过敏反应及植人材料致瘤等合并症的可能，一般均需要二次手术取出；尤其在生物力学上，由于金属材料与人体骨骼的弹性模量差距太大，应力遮挡作用太强，易发生金属材料下方的骨皮质萎缩和松变，而导致再次骨折。用高分子聚合物制成的内固定物能被人体吸收，不需二次手术取出，但吸收时间较快，常有局部积液反应和引起无菌性囊肿。同种异体骨制作的内固定器生物相容性好，能被人体吸收，不需二次手术取出，但骨源困难并可能引起人类疾病传播。异种皮质骨内固定器具有同种异体骨内固定器的优点，且骨源丰富，推广应用前景广阔。中国专利98112370.8公开了一种“异种皮质骨内固定器制作方法及按该方法制作的椎体固定器”，该方法以牛、马、羊、猪等动物为原料，包含选种、宰杀、取骨、脱脂、加工成型、清洁、包装、灭菌等步骤，选取经检疫批准宰杀的动物作原料，将动物宰杀去皮，取其适用的骨，除去骨上的骨膜，浸泡在75％的医用乙醇溶液中，除去骨内脂肪和蛋白质等有机成份，将骨加工成螺钉、骨板等用于固定、支撑的内固定融合器，将内固定融合器置于保养液中密封保存，以剂量为15KGy的钴60辐照灭菌。该方法存在以下缺陷：

1、在脱脂后再进行加工成型，仅能去除异种骨内固定融合器材料本身带有的脂肪，在加工过程可能附着的脂类物质未及时清除掉，致使内固定融合器脱脂不彻底，含有脂肪的器具植入人体后，脂肪成分会逸入血液中，形成脂肪栓塞，并且大块骨原材料脱脂十分困难，无法达到彻底清除。

2、未限制动物的来源，未对其进行疯牛病病原检测，如采用进口动物及进口饲料喂养的动物，可能会使受者感染疯牛病。

3、未公开脱脂方法，脱脂过程中脂肪、骨内蛋白和等有机成分全部除去，仅保留了无机成分，使内固定器不具有骨诱导作用，只具体骨传导作用。同时除去了骨内胶原纤维(有机成份)，骨结构被破坏，机械强度降低。

4、仅采用了皮质骨，大量的松质骨骨源未利用，而松质骨制成的椎体融合器更适合部份临床治疗的要求。

5、采用玻璃器皿包装，易碎，不便于运输，采用棉纸包裹可能使内固定器上附有棉纤维，纤维一旦进入人体，能栓塞毛细血管，引起局部囊肿，甚至对人体造成更大的伤害。

6、采用环氧乙烷气熏灭菌不合理，因为内固定器采用保养液贮存，保养液中的水分与环氧乙烷接触能生成有毒性的乙二醇物质，进人人体后引起不良反应；采用剂量为15KGy的钴60(γ射线)辐照灭菌不足以清除直径较大或较厚的异种骨内固定融合器所附带致病微生物，这些微生物如果不清除，进入人体后能造成继发性感染，引起局部脓肿或全身性感染，如败血症和菌血病等，给病人带来生命危害。

综上所述，该专利方法有待于进一步改进。

技术方案

本发明的目的在于提供一种骨内固定融合器的制作方法，它能克服上述缺陷，使异种骨内固定融合器不仅具有骨传导作用还具有骨诱导作用，机械特性、化学性能、生物指标满足临床治疗需要。

本发明的技术方案为：一种异种骨内固定融合器的制作方法，以牛、马、羊、猪等动物为原料，包含选种、宰杀、取骨、脱脂、加工成型、清洁、包装、灭菌等步聚，所述的选种是选取经检疫批准宰杀的动物作原料，所述的宰杀是将动物宰杀去皮，所述的取骨是指取其适用的骨，除去骨上的骨膜、肌肉、肌腱、血管等附着物，浸泡在医用乙醇溶液中，所述的脱脂是指除去骨内脂肪等有机成份，所述的加工成型是指将骨加工成螺钉、骨板等用于骨连接、固定、支撑的内固定融合器，所述的包装是将内固定融合器置于保养液中密封保存，上述加工步骤按选种、宰杀、取骨、加工成型、脱脂、清洁、包装、灭菌的顺序进行。

作为对本发明的进一步改进，所述的宰杀步骤后还有悬挂排毒步骤，即将宰杀去皮的动物，在0℃～4℃的室内悬挂50小时。

作为对本发明的进一步改进，所述的取骨步骤后还有疯牛病病原检测步骤，即取动物脑组织作疯牛病病原检测，选取无疯牛病病原后动物骨。

作为对本发明的进一步改进，所述的脱脂步骤后还有乙醚浸泡步骤，即将脱脂处理后的异种骨内固定融合器取出风干，放入乙醚溶液中浸泡1～2小时后取出风干。

作为对本发明的进一步改进，所述的乙醚浸泡步骤后还有初洗、精洗步骤，用去离子水进行清洗，在10万级洁净区域内用注射用水进行超声波清洗。

作为对本发明的进一步改进，所述的动物是非进口的及非进口饲料喂养的动物。

作为对本发明的进一步改进，所述的骨有皮质骨和松质骨两种。

作为对本发明的进一步改进，所述的脱脂步骤中所用的脱脂液是甲醇和三氯甲烷混和物，脱脂液中甲醇和三氯甲烷混合物的配置比例是1∶1，每1g重量的异种骨内固定融合器至少使用1ml的脱脂液，异种骨内固定融合器完全浸泡脱脂液中。

作为对本发明的进一步改进，所述的异种皮质骨内固定融合器在完成一次脱脂处理后，再次更换新的脱脂液进行脱脂处理，每次脱脂的时间为20～30小时；用异种松质骨制作的异种骨内固定融合器作一次脱脂处理，脱脂时间为24～30小时。

作为对本发明的进一步改进，所述的包装是在在10万级洁净区域内置入放有保养液的无毒包装袋或无毒容器中密封。

作为对本发明的进一步改进，所述的灭菌是采用剂量为20～25KGy的钴60(γ射线)辐照灭菌。

本发明的有益效果在于：

1、由于本发明将脱脂步骤置于加工成型步骤之后，不仅能去除异种骨内固定融合器材料本身带有的脂肪，还将加工过程可能附着的脂类物质及时清除掉，达到彻底脱脂的效果。

2、公开了脱脂方法，公开了发明人长期摸索而得出的最理想的脱脂液及最优配置比例，采用甲醇和三氯甲烷(1∶1)混合液作为脱脂液，上述两种物质均为脂溶性溶剂，骨组织中的主要矿物质及胶原纤维、活性物质(如骨形态发生蛋白)不溶于水及脂溶性溶剂，只溶于高浓度尿素或盐酸胍中，所以不会破坏其活性成分，仅去除异种骨中的脂肪和一部分免疫原性，骨组织中的主要矿物质及胶原纤维、活性物质(如骨形态发生蛋白)得以保留。无机成分(钙、磷)和有机成分(胶原纤维)的保留能确保内固定融合器仍然有较好的机械强度；保留骨组织中的骨形态发生蛋白能确保内固定融合器能与人体骨骼融合，骨形态发生蛋白可跨种属异位诱导成骨，这样使内固定融合器既具有骨诱导作用又具有骨传导作用。

3、申请人通过反复的试验，掌握了异种骨内固定融合器理想的脱脂处理次数和时间，针对异种皮质骨密度较高，异种皮质骨制作的异种骨内固定融合器较厚的问题，作2次脱脂处理，并在中途更换新的脱脂液，每次脱脂的时间为20～30小时，可保证异种皮质骨内固定融合器充分脱脂；异种松质骨制作的异种骨内固定融合器(如椎体融合器)虽然形状都较厚，但异种松质骨密度较低，只需1次脱脂处理，脱脂的时间为24～30小时，就能保证异种松质骨内固定融合器充分脱脂。

4、限制动物的来源并对其进行疯牛病病原检测，避免受体感染疯牛病。

5、既利用皮质骨，又利用大量的松质骨作骨源，异种松质骨的骨质疏松，骨梁可以直接被新骨爬行覆盖，无需先经吸收，因此，可以将用异种松质骨制作成椎体融合器等应用于力学要求较低，融合时间要短的椎体间支撑的治疗，满足部份临床治疗需要。

6、增加了悬挂排毒步骤，牛、马、羊、猪等动物在宰杀前是靠氧气维持生命的，当牛在宰杀时，氧活动被中断，细胞活动中断，导致动物的肌肉僵硬，同时动物宰杀时体温会升高，从而形成体内有害微生物增加繁殖，发达国家经多年的探索发现，刚宰杀的动物去皮后在0℃～4℃的室内悬挂48小时以上后可以将动物胴体内的有害化学物质和病菌抑制、去除，本发明利用此法可将动物胴体内的有害化学物质和病菌抑制、去除。

7、明确要求了异种骨内固定融合器脱脂处理后用乙醚浸泡，使脱脂液中残留在异种骨内固定融合器中的甲醇、三氯甲烷与乙醚互溶，并利用乙醚挥发性强的特征达到清除的目的，避免异种骨内固定融合器植人人体后引起不良反应。

8、规定异种骨内固定融合器脱脂处理后进行清洗，避免异种骨内固定融合器在加工成型和脱脂的过程中一些不溶性微粒紧紧粘附在异种骨内固定融合器上，进人人体后栓塞毛细血管。同时用去离子水初洗和注射用水超声波精洗能去除热原。

9、明确规定了异种骨内固定融合器在包装后采用剂量为20～25KGy的钴60(γ射线)辐照灭菌，保证了清除直径较大或较厚的异种骨内固定融合器所附带致病微生物，在不破坏异种骨内固定融合器中诱导成骨因子(如骨形态发生蛋白)的活性的前提下达到无菌的效果。

具体实施方式

实施例1

申请人分别用牛、马、羊、猪等动物为原料，以本发明所述的方法制得异种骨全螺纹螺钉、半螺纹螺钉、挤压螺钉、髓内螺钉、空心螺钉、骨板、圆钉、圆柱螺纹形椎体融合器、圆柱形椎体融合器、弹头形椎体融合器、垫片形椎体融合器等异种骨内固定融合器，其中全螺纹螺钉、半螺纹螺钉、挤压螺钉、髓内螺钉、空心螺钉、骨板、圆钉由皮质骨制成，圆柱螺纹形椎体融合器、圆柱形椎体融合器、弹头形椎体融合器、垫片形椎体融合器等由松质骨或皮质骨制成。随机抽取样品经“国家食品药品监督管理局济南医疗器械质量监督检验中心”检测：

其机械特性能满足临床力学需要，抗压强度为202MPa，抗拉强度为180MPa，抗弯强度为248.4MPa，抗扭强度为143.2Mpa。

其化学性能：还原物质：异种骨内固定融合器检验液和空白液消耗的高锰酸钾溶液[C(KMnO₄)＝0.002mol/L]体积之差为0.5；金属离子：异种骨内固定融合器检验液中重金属总含量＜5μg/ml；酸碱度：异种骨内固定融合器检验液的PH值与同批空白对照液对照，PH值之差为1.3；紫外吸光度：异种骨内固定融合器检验液在250nm～320nm波长范围内的吸光度应＜0.1，均达到国家、行业标准要求。

其生物性能：异种骨内固定融合器无菌，无热原，溶血率为0.0％，无急性全身毒性反应，细胞毒性(0～5分级)为1级，致敏率为0％，无皮内刺激反应，Ames试验呈阴性，骨内植入毒性比率为0级，免疫原性在可接受范围。

本发明包含但不限于上述实施方式，只要采用了先加工成型再进行脱脂处理的异种骨内固定融合器的制作方法，即属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1、一种异种骨内固定融合器的制作方法，以牛、马、羊、猪等动物为原料，包含选种、宰杀、取骨、脱脂、加工成型、清洁、包装、灭菌等步聚，所述的选种是选取经检疫批准宰杀的动物作原料，所述的宰杀是将动物宰杀，所述的取骨是指取其适用的骨，除去骨上的骨膜、肌肉、肌腱、血管等附着物，浸泡在医用乙醇溶液中，所述的脱脂是指除去骨内脂肪等有机成份，所述的加工成型是指将骨加工成螺钉、骨板等用于骨连接、固定、支撑的内固定融合器，所述的包装是将内固定融合器置于保养液中密封保存，其特征在于：上述加工步骤按选种、宰杀、取骨、加工成型、脱脂、清洁、包装、灭菌的顺序进行。

2、根据权利要求1所述的异种骨内固定融合器的制作方法，其特征在于：所述的宰杀步骤后还有悬挂排毒步骤，即将宰杀去皮的动物在0℃～4℃的室内悬挂48-60小时。

3、根据权利要求1所述的异种骨内固定融合器的制作方法，其特征在于：所述的取骨步骤后还有疯牛病病原检测步骤，即取动物脑组织作疯牛病病原检测，选取无疯牛病病原的动物骨。

4、根据权利要求1所述的异种骨内固定融合器的制作方法，其特征在于：所述的脱脂步骤后还有乙醚浸泡步骤，即将脱脂处理后的异种骨内固定融合器取出风干，放入乙醚溶液中浸泡1～2小时后，取出风干。

5、根据权利要求1所述的异种骨内固定融合器的制作方法，其特征在于：所述的清洁步骤分为初洗、精洗步骤，初洗采用去离子水冲洗；精洗是将异种骨内固定融合器置入超声波清洗器中，以注射用水或0.9％氯化钠注射液为水源进行清洗，在10万级以上的洁净区域内完成。

6、根据权利要求1所述的异种骨内固定融合器的制作方法，其特征在于：所述的动物是非进口的及非进口饲料喂养的动物。

7、根据权利要求1所述的异种骨内固定融合器的制作方法，其特征在于：所述的取骨步骤中所取的骨有皮质骨和松质骨两种。

8、根据权利要求1所述的异种骨内固定融合器的制作方法，其特征在于：所述的脱脂步骤中所用的脱脂液是甲醇和三氯甲烷混和物，脱脂液中甲醇和三氯甲烷混合物的配置比例是1∶1，每1g重量的异种骨内固定融合器至少使用1ml的脱脂液，异种骨内固定融合器完全浸泡脱脂液中。

9、根据权利要求8所述的异种骨内固定融合器的制作方法，其特征在于：所述的异种皮质骨内固定融合器在完成一次脱脂处理后，更换新的脱脂液再进行一次脱脂处理，每次脱脂的时间为20～30小时；用异种松质骨制作的异种骨内固定融合器作一次脱脂处理，脱脂时间为24～30小时。

10、根据权利要求1所述的异种骨内固定融合器的制作方法，其特征在于：所述的包装是在10万级洁净区域内置入放有保养液的无毒包装袋或无毒容器中密封。

11、根据权利要求1所述的异种骨内固定融合器的制作方法，其特征在于：所述的灭菌是采用剂量为20～25KGy的钴60(γ射线)辐照灭菌。